Nghiên cứu chế tạo robot hút bụi tự động

Link tải đồ án robot

LỜI MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong điều kiện kinh tế xã hội và khoa học kỹ thuật phát triển mạnh như ngày nay, những ứng dụng của công nghệ vào cuộc sống ngày càng phải thông minh hơn và khả năng tự động cao hơn. Căn cứ vào đòi hỏi cấp thiết đó, đề tài có nhiệm vụ làm tăng sự thông minh cho robot quét nhà bằng cách áp dụng công nghệ xử lý ảnh. Robot quét nhà hay cleaner robot là một robot ra đời từ khá lâu, nhiệm vụ của nó là di chuyển khắp bề mặt sàn để hút bụi. So với máy hút bụi bằng tay, cleaner robot thông minh và tự động hơn rất nhiều, nó có khả năng làm việc mà không cần nhiều sự can thiệp của con người. Tuy vậy cleaner robot vẫn phải hoạt động dưới sự điều khiển của con người, cụ thể trong trường hợp robot cần sạc lại pin hay đổ rác thải hút được. Nhiệm vụ của đề tài là sử dụng camera để dẫn đường cho robot tới trạm sạc, do đó robot có thể tự động sạc lại mà không cần sự giúp đỡ của con người. Công nghệ mà đề tài hướng tới là xử lý ảnh, đây là một công nghệ hiện đại và có khả năng áp dụng rộng rãi nhằm làm tăng tính tự động và thông minh của các thiết bị điện tử. Do đó, bên cạnh việc cải tiến cho robot cleaner, đề tài cũng nhằm mục đích làm chủ công nghệ xử lý ảnh.
2. Tình hình nghiên cứu
Hiện nay đã có nhiều công trình nghiên cứu nhằm cải tiến cleaner robot, thậm trí những cleaner robot có khả năng tự động dò tìm trạm sạc cũng đã có mặt trên thị trường. Nhưng những cleaner robot đó sử dụng tin hồng ngoại để dò tìm trạm sạc. Cụ thể là một chùm tia hồng ngoại hẹp được trạm sạc phát ra, robot sẽ thu và đo cường độ ánh sáng thu được để xác định hướng di chuyển tới trạm sạc. Tuy vậy sử dụng camera vẫn là một giải pháp cao cấp hơn và toàn diện hơn cho việc nhận dạng và tìm kiếm.
3. Mục đích nghiên cứu
Như đã trình bày trong phần “ Tính cấp thiết của đề tài” , bản khóa luận hướng tới 2 mục đích chính, đó là: cải thiện tính thông minh cho cleaner robot và làm chủ công nghệ xử lý ảnh. Sau khi hoàn thành bản khóa luận, cleaner robot có thể tự động tìm trạm sạc và sạc lại pin mỗi khi pin yếu. Phần xử lý ảnh sử dụng kỹ thuật nhận dạng trạm sạc bằng màu sắc và hình đạng để tìm ra chính xác vị trí của trạm sạc.

4. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện được mục đích của bản khóa luận, việc đầu tiên là phải chế tạo một mô hình của cleaner robot. Mô hình đó phải bao gồm những bộ phận của một robot tự hành và có thể đặc trưng được cho cleaner robot. Cụ thể là robot đó phải bao gồm: khối cảm biến, khối nguồn, khối điều khiển và khối động cơ. Sau đó camera không dây sẽ được gắn lên robot, tín hiệu hình ảnh từ camera sẽ được thu và xử lý bởi một máy tính. Tín hiệu điều khiển sau đó lại được truyền trở lại robot qua đường truyền RS232 không dây. Phần mềm được dùng để thiết kế mạch điện tử cho robot là phần mềm Altium Designer 6.0. Phần mềm dùng cho mô phỏng là Proteus7.5. Vi xử lý dùng để điều khiển robot là Atmega128, được lập trình bằng ngôn ngữ C thông qua phần mền Codevision. Phần lập trình xử lý ảnh được thực hiện trên máy tính, ngôn ngữ dùng để lập trình là ngôn ngữ C++ thông qua phần mềm Visual C++. Hỗ trợ cho việc sử lý ảnh là thư viện OpenCV, một thư viện được phát triển bởi Intel, hỗ trợ rất mạnh về xử lý ảnh.
5. Kết quả đạt được của đề tài
Đã chế tạo thành công mô hình của robot cleaner.
Robot có thể di chuyển theo các kiểu đường đi của một robot cleaner trong thực tế.
Robot có thể nhận biết pin yếu, tự động bật camera và tìm trạm sạc pin rồi sau đó sạc lại.
Khả năng tìm trạm sạc của robot tương đối chính xác, do áp dụng 2 kỹ thuật nhận dạng vật thể, đó là: dựa vào màu sắc và dựa vào hình dạng.
Khi sạc đầy, robot tự động ngắt sạc và chuyển sang chế độ quét nhà.
Mọi thông tin liên quan tới robot được thông báo qua màn hình LCD và qua tiếng nói.
6. Kết cấu của khóa luận
Khóa luận bao gồm 3 phần, được chia làm 3 chương:
Chương 1: Giới thiệu tổng quát về cleaner robot
Chương 2: Thiết kế mạch điện tử
Chương 3: Xử lý ảnh


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ CLEANER ROBOT
1.1. Tổng quan về robot cleaner
Một cleaner robot trong thực tế được cấu tạo gồm các bộ phận cơ khí sau: đế robot, thanh cảm biến va chạm, cơ cấu giúp robot di chuyển, cơ cấu quét nhà và thùng chứa rác. Nhưng robot quét nhà dùng cho khóa luận, chỉ là một robot mô phỏng, do đó nó không có bộ phận hút bụi và thùng chứa rác. Robot dùng trong khóa luận mô phỏng lại hoạt động của robot thực bằng cách di chuyển theo các kiểu đường đi của robot trong thực tế, bao gồm: đi theo hình chữ S, đi men tường, nhận dạng, xoắn ốc và xoắn đa giác.

Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:



Thiết kế, xây dựng một robot có chức năng giống CleanMate 365 của hãng Metapo, USA